年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计(7)

沈阳化工大学学士学位论文 3基础恒算

表5 连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总

进入系统

项目 24%糖液 玉米浆 甘蔗糖蜜 无机盐 配料水 灭菌过程进汽

水 接种量 液氨 消泡剂 累计

1t工业淀粉对应的物料

/kg 3818.4 11.75 17.62 11.75 1005 1058.76 62.3 164.5 2.94 6153.02

t/d 389.93 1.06 1.60 1.06 102.64 108.56 5.34 14.95 0.27 625.4

项目

离开系统 1t工业淀粉对应的物料

/kg 6071.62

t/d

发酵液 617.79

空气带走水

量 过程分析、放罐及残留及其它损失 累计

29.4 2.67

52.00 6153.02

5.3 625.8

3.1.4 谷氨酸提取工序的物料衡算

按1000kg工业淀粉计算： ⑴ 发酵液数量： 534057.33L，604874.80kg. ⑵ 加98%硫酸量： 为发酵液的3.6%(w/v)

534057.33×3.6%=19226.06(kg) 98%硫酸的相对密度1.84，故其体积为：⑶ 谷氨酸产量： ①??

分离前谷氨酸量：

19226.06 =10448.95(L) 1.84100%Glu量： 534057.33×11.0%(w/v)=58746.31(kg) ② 分离后谷氨酸量：

100%的Glu量： 58746.31×94%=55221.53(kg) 90%的Glu量：

55221.53=61357.25(kg)

90% 其中 ： 94%为Glu提取率. ⑷ 母液数量：

15

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母液含Glu0.3g/dl则母液的体积为：

58746.31?55221.53 =1174926.70(L)，质量约为1174926.70kg

0.3%⑸ 谷氨酸分离洗水量：

61357.25×20%=12271.45(kg)，体积为134.98 L ⑹ 母液回收过程中用水以及酸、碱等数量：

1174926.70+61357.25－604874.80－19226.06－12271.45=599911.64(kg) ⑺ 物料衡算结果：

根据以上计算， 年产2.2万吨商品味精日投工业淀粉102.12吨，谷氨酸提取工序物料衡算汇总见表6：

表6 谷氨酸提取工序物料衡算汇总

进入系统

项目 发酵液 H2SO4 分离用水 回收加水 累计

1t工业淀粉之匹配物料

(kg) 6071.62 211.5 134.98 7190.13 13608.23

t/d 604.87 19.23 12.27 599.91 1236.28

项目 90%谷氨酸 母液

离开系统 1t工业淀粉之匹配物料

(kg) 674.9 12933.33

t/d 61.36 1174.93

累计 13608.23 1236.29

3.1.5 精制工序的物料衡算

⑴ 谷氨酸数量：

100%Glu 55221.53kg， 90%Glu 61357.25kg ⑵ Na2CO3量：

61357.25×36.6%=22456.75(kg) ⑶ 加活性炭量：

61357.25×0.3%=184.08(kg) ⑷ 中和液数量：

55221.53?1.272=175604.47(L)

40%(wv)16

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175604.47×1.16=203701.18(kg)

式中 ： 1.16为含40%(w/v)MSG溶液的相对密度(20°C) ⑸ 中和加水量：

203701.18－61357.25－184.08－22456.75=119703.1(kg) ⑹ 产MSG量：

产100%MSG量，精制收率95%，产100%MSG量为：

55221.53×1.272×95%=66729.70(kg) ⑺ 产母液量：

母液平均含MSG量25%(w/v).

55221.53?1.272?5%=14048.36(L)

25% 母液的相对密度为1.11，则其质量为： 14048.36×1.11=15593.68(kg) ⑻ 废湿活性炭数量： 湿炭含水75%

184.08=736.32(kg)

1?75%⑼ MSG分离调水洗水量： 66729.70×5%=3336.48(kg)

⑽ 中和脱色液在结晶蒸发过程中蒸发出的水量：

203701.18＋3336.48－66729.70－15593.68－736.32=123977.96(kg) ⑾ 物料衡算汇总：

年产2.2万吨商品味精日投工业淀粉102.12吨，精制工序的物料衡算汇总见表7：

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表7 精制工序物料衡算汇总表

进入系统

项目 90% Glu Na2CO3 活性炭 中和加水 分离洗水量 累计

1t工业淀粉及匹配物料

(kg) 674.9 247.01 2.02 1316.65 36.7 2277.28

t/d 61.36 22.46 0.18 119.70 3.34 207.04

项目 100% Glu 母液 废炭 蒸发水量 累计

离开系统 1t工业淀粉之匹配物料

(kg) 733.98 171.52 8.08 1363.7 2277.28

t/d 66.73 15.59 0.74 123.98 207.04

3.2 热量衡算

热量衡算是根据能量守恒定律建立起来的热平衡方程表示如下： Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5＋Q6[7] 式中： Q1—物料带入的热量 (J) Q2—蒸汽热量(J)

Q3—各种热效应，如发酵热，稀释热，溶解热等(J) Q4—物料带走热量(J) Q5—消耗设备上热量(J) Q6—设备向外界散失热量(J)

3.2.1 液化工序热量衡算

⑴ 液化加热蒸汽量：

加热蒸汽消耗量(D)可按下式计算：

D=

GC(t2?t1)

I??式中： G—淀粉浆量(kg/h)

C—淀粉浆比热容[KJ/(kg·°C)] t1—浆料初温(20＋273=293K) t2—液化温度(90＋273=371K)

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I—加热蒸汽焓2730KJ/kg(0.3mPa表压)

λ—加热蒸汽凝结水的焓，在371K时为383.6KJ/kg(用内差法求得;其中89.9°C时λ=376.61，100°C时为390.08)

① 淀粉浆量G：

根据物料衡算，日投工业淀粉102.12t，连续液化粉浆量为 4.26×1000×3.5=14910(kg/h)

② 粉浆干物质浓度：

4260?86%×100%=24.57%

14910102.12 = 4.26(t/h)，加为1：2.5，24③ 粉浆比热C可按下式计算：

X100?X[7]

＋C水 100100式中： C0—淀粉质比热容，取1.55 KJ/(kg·°C)

C=C0

X—粉浆干物质含量 24.57%. C水—水的比热容，4.18 KJ/(kg·°C)

C=1.55×24.57100-24.57＋4.18×=3.53[KJ/(kg·°C)] 100100④ 蒸汽用量： D=

14910?3.53?(90?20)=1570.17(kg/h)

2730?383.6⑵ 灭酶用蒸汽量：

灭酶时将液化液由90°C加热至100°C，在100°C时的λ为419KJ/KG

D灭=

14910?3.53?(100?90)=227.75(kg/h)

2730?41960=683.25(kg/h) 20 要求在20min内使液化液由90°C升温至100°C，则蒸汽高峰量为：

227.75×以上两项合计，平均量1570.17＋227.75=1797.92(kg/h)=1.8(t/h) 每日用量 1.8×24=43.2(t/d)

高峰量 1570.17+683.25=2253.42(kg/h) ⑶ 液化液冷却用水：

使用板框换热器，将物料由100°C降至65°C，使用二次水，冷却水进口温度20°C，

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